História algebry

Článok z Encyklopédie z roku 1911

Peopleimages/Getty Images

Rôzni autori poskytli rôzne odvodeniny slova „algebra“, ktoré má arabský pôvod. Prvá zmienka o tomto slove sa nachádza v názve diela Mahommeda ben Musa al-Khwarizmi (Hovarezmi), ktorý prekvital okolo začiatku 9. storočia. Celý názov je ilm al-jebr wa'l-muqabala, ktorý obsahuje myšlienky reštitúcie a porovnania, alebo opozície a porovnania, alebo riešenia a rovnice, algebra je odvodený od slovesa jabara, znovu sa spojiť a konfrontácia, od kúsok rovnať sa. (Koreň jabara sa stretáva aj s v slov z algebry, čo znamená „staviteľ kostí“ a stále sa bežne používa v Španielsku.) Rovnaký odvodený výraz uvádza Lucas Paciolus ( Luca Pacioli ), ktorý frázu reprodukuje v prepísanej forme alghebra a almucabala, a vynález umenia pripisuje Arabom.

Iní autori odvodili toto slovo z arabskej častice k (určitý článok) a Gerber, čo znamená 'muž'. Keďže sa však Geber náhodou volal slávneho maurského filozofa, ktorý prekvital asi v 11. alebo 12. storočí, predpokladá sa, že bol zakladateľom algebry, ktorá si odvtedy zachováva jeho meno. Dôkazy Petra Ramusa (1515-1572) v tomto bode sú zaujímavé, ale nedáva žiadnu autoritu pre svoje jedinečné výroky. V predslove k jeho Dve knihy aritmetiky a rovnaký počet kníh algebry (1560) hovorí: „Názov Algebra je sýrsky a znamená umenie alebo doktrínu vynikajúceho človeka. Geber, v sýrčine, je meno používané pre mužov a niekedy je to čestný pojem ako medzi nami majster alebo lekár. Bol istý učený matematik, ktorý poslal svoju algebru napísanú v sýrskom jazyku Alexandrovi Veľkému a ten ju pomenoval almucabala, teda kniha temných či tajomných vecí, ktoré by iní skôr nazvali náukou o algebre. Dodnes je tá istá kniha vo veľkom ocenení medzi vzdelanými v orientálnych národoch a Indiánmi, ktorí pestujú toto umenie, sa nazýva aljabra a svitanie; hoci meno samotného autora nie je známe.“ Neistá autorita týchto tvrdení a vierohodnosť predchádzajúceho vysvetlenia spôsobili, že filológovia akceptovali odvodenie z k a jabara. Robert Recorde vo svojom Brúsny kameň Witte (1557) používa variant riasy, zatiaľ čo John Dee (1527-1608) to potvrdzuje algiebar, a nie algebra, je správna forma a odvoláva sa na autoritu arabskej Avicenny.

Hoci termín „algebra“ je teraz všeobecne používaný, talianski matematici používali počas renesancie rôzne iné označenia. A tak to Paciolus nazýva l'Arte Magiore; ditta dal vulgar la Regula de la Cosa cez Alghebra e Almucabala. Názov hlavné umenie, väčšie umenie, je navrhnuté tak, aby ho odlíšilo od menšie umenie, menšie umenie, termín, ktorý aplikoval na modernú aritmetiku. Jeho druhý variant, úprava veci, pravidlo veci alebo neznámeho množstva sa v Taliansku zrejme bežne používalo a slovo veci sa zachovalo niekoľko storočí v tvaroch coss alebo algebra, cossic alebo algebraic, cossist alebo algebraist atď. Iní talianski spisovatelia to nazývali Právny štát a sčítanie ľudu pravidlo veci a súčinu, alebo odmocniny a štvorca. Princíp tohto výrazu pravdepodobne spočíva v tom, že meral limity ich dosiahnutosti v algebre, pretože neboli schopní vyriešiť rovnice vyššieho stupňa ako kvadratická alebo štvorcová.

Franciscus Vieta (Francois Viete) named it Zvláštna aritmetika, vzhľadom na druhy príslušných množstiev, ktoré symbolicky reprezentoval rôznymi písmenami abecedy. Sir Isaac Newton zaviedol termín univerzálna aritmetika, pretože sa týka doktríny operácií, ktoré sa netýkajú čísel, ale všeobecných symbolov.

Bez ohľadu na tieto a ďalšie idiosynkratické označenia sa európski matematici pridržiavali staršieho názvu, pod ktorým je dnes predmet všeobecne známy.

Pokračovanie na druhej strane.

Tento dokument je súčasťou článku o algebre z vydania encyklopédie z roku 1911, na ktorý sa tu v USA nevzťahujú autorské práva. Článok je voľným dielom a toto dielo môžete kopírovať, sťahovať, tlačiť a distribuovať podľa vlastného uváženia. .

Vyvinuli sme maximálne úsilie, aby bol tento text prezentovaný presne a čisto, ale neposkytujeme žiadnu záruku na chyby. Ani Melissa Snell ani About nenesú zodpovednosť za akékoľvek problémy, s ktorými sa stretnete s textovou verziou alebo akoukoľvek elektronickou formou tohto dokumentu.

Je ťažké jednoznačne priradiť vynález akéhokoľvek umenia alebo vedy konkrétnemu veku alebo rase. Tých niekoľko fragmentárnych záznamov, ktoré sa k nám dostali z minulých civilizácií, nemožno považovať za reprezentujúce súhrn ich vedomostí a vynechanie vedy alebo umenia nevyhnutne neznamená, že veda alebo umenie boli neznáme. Predtým bolo zvykom prisúdiť vynález algebry Grékom, ale od rozlúštenia Rhindovho papyrusu Eisenlohrom sa tento pohľad zmenil, pretože v tejto práci sú zreteľné znaky algebraickej analýzy. Konkrétny problém --- kopa (hau) a jeho siedmy je 19 --- je vyriešený tak, ako by sme teraz mali vyriešiť jednoduchú rovnicu; ale Ahmes mení svoje metódy v iných podobných problémoch. Tento objav nesie vynález algebry späť do roku 1700 pred Kristom, ak nie skôr.

Je pravdepodobné, že algebra Egypťanov bola najzákladnejšej povahy, pretože inak by sme mali očakávať, že jej stopy nájdeme v dielach gréckych aeometrov. z ktorých prvým bol Táles z Milétu (640 – 546 pred n. l.). Napriek veľkému množstvu autorov a množstvu spisov boli všetky pokusy o extrahovanie algebraickej analýzy z ich geometrických teorémov a problémov neúspešné a všeobecne sa pripúšťa, že ich analýza bola geometrická a mala malú alebo žiadnu afinitu k algebre. Prvé zachované dielo, ktoré sa približuje k pojednaniu o algebre, je od Diophanta (q.v.), alexandrijského matematika, ktorý prekvital okolo roku 350 po Kr. z prvých šiestich kníh a fragment ďalšej o polygonálnych číslach od Xylandra z Augsburgu (1575) a latinských a gréckych prekladov od Gašpara Bacheta de Merizac (1621-1670). Vyšli aj ďalšie vydania, z ktorých možno spomenúť Pierra Fermata (1670), T.L. Heath (1885) a P. Tannery (1893-1895). V predslove k tomuto dielu, ktorý je venovaný jednému Dionýziovi, Diophantus vysvetľuje svoj zápis, pričom podľa súčtu v indexoch pomenúva druhú mocninu, kocku a štvrtú mocninu, dynamis, cubus, dynamodinimus atď. Neznáma, ktorú mieni aritmetika, číslo a v riešeniach ho označí koncovým s; vysvetľuje generovanie mocnin, pravidlá násobenia a delenia jednoduchých veličín, ale nezaoberá sa sčítaním, odčítaním, násobením a delením zložených veličín. Potom pokračuje v diskusii o rôznych umelinách na zjednodušenie rovníc, pričom uvádza metódy, ktoré sa stále bežne používajú. V tele diela prejavuje značnú vynaliezavosť pri redukovaní svojich problémov na jednoduché rovnice, ktoré pripúšťajú buď priame riešenie, alebo spadajú do triedy známej ako neurčité rovnice. O tejto druhej triede diskutoval tak vytrvalo, že sú často známe ako diofantínske problémy a metódy ich riešenia ako diofantínová analýza (pozri ROVNICE, neurčité.) Je ťažké uveriť, že toto Diofantovo dielo vzniklo spontánne v období všeobecnej stagnácia.Je viac než pravdepodobné, že bol zaviazaný skorším spisovateľom, ktorých zabúda spomenúť a ktorých diela sú teraz stratené; napriek tomu, ale pre túto prácu by sme mali byť vedení k predpokladu, že algebra bola pre Grékov takmer, ak nie úplne, neznáma.

Rimania, ktorí vystriedali Grékov ako hlavnú civilizovanú mocnosť v Európe, nedokázali uložiť svoje literárne a vedecké poklady; matematika bola takmer zanedbávaná; a okrem niekoľkých vylepšení v aritmetických výpočtoch nie sú zaznamenané žiadne materiálne pokroky.

V chronologickom vývoji našej témy sa teraz musíme obrátiť na Orient. Skúmanie spisov indických matematikov ukázalo zásadný rozdiel medzi gréckou a indickou mysľou, pričom prvá je predovšetkým geometrická a špekulatívna, druhá je aritmetická a hlavne praktická. Zistili sme, že geometria bola zanedbávaná okrem tej, do akej slúžila astronómii; trigonometria bola pokročilá a algebra sa zlepšila ďaleko za výsledky Diofanta.

Pokračovanie na tretej strane.

Tento dokument je súčasťou článku o algebre z vydania encyklopédie z roku 1911, na ktorý sa tu v USA nevzťahujú autorské práva. Článok je voľným dielom a toto dielo môžete kopírovať, sťahovať, tlačiť a distribuovať podľa vlastného uváženia. .

Vyvinuli sme maximálne úsilie, aby bol tento text prezentovaný presne a čisto, ale neposkytujeme žiadnu záruku na chyby. Ani Melissa Snell ani About nenesú zodpovednosť za akékoľvek problémy, s ktorými sa stretnete s textovou verziou alebo akoukoľvek elektronickou formou tohto dokumentu.

Najstarším indickým matematikom, o ktorom máme isté vedomosti, je Aryabhatta, ktorý prekvital okolo začiatku 6. storočia našej éry. Sláva tohto astronóma a matematika spočíva na jeho práci, tzv Aryabhattiyam, ktorej tretia kapitola je venovaná matematike. Ganessa, významný astronóm, matematik a scholiast z Bhaskary, cituje toto dielo a osobitne sa zmieňuje o cuttaca („pulveriser“), zariadenie na riešenie neurčitých rovníc. Henry Thomas Colebrooke, jeden z prvých moderných výskumníkov hinduistickej vedy, predpokladá, že Aryabhattovo pojednanie sa rozšírilo na určenie kvadratických rovníc, neurčitých rovníc prvého a pravdepodobne aj druhého stupňa. Astronomické dielo, tzv Surya-siddhanta ('poznanie Slnka'), ktorého autorstvo nie je isté a pravdepodobne patrí do 4. alebo 5. storočia, považovali hinduisti za veľkú zásluhu, pričom ho zaradili len na druhé miesto za dielo Brahmaguptu, ktoré prekvitalo asi o storočie neskôr.Je veľkým záujmom študentov histórie, pretože ukazuje vplyv gréckej vedy na indickú matematiku v období pred Aryabhattou. Po asi storočnom intervale, počas ktorého matematika dosiahla svoju najvyššiu úroveň, prekvital Brahmagupta (nar. 598 po Kr.), ktorého dielo s názvom Brahma-sphuta-siddhanta („Revidovaný systém Brahmy“) obsahuje niekoľko kapitol venovaných matematike. Z iných indických spisovateľov možno spomenúť Cridharu, autora Ganita-sary („Quintessence of Calculation“) a Padmanabhu, autora algebry.

Zdá sa, že obdobie matematickej stagnácie zachvátilo indickú myseľ na niekoľko storočí, pretože diela ďalšieho autora v každom okamihu len málo predbiehali Brahmaguptu. Odvolávame sa na Bhaskaru Áčárju, ktorého dielo Siddhanta-ciromani („Diadém anastronomického systému“), napísaný v roku 1150, obsahuje dve dôležité kapitoly, Lilavati („krásna [veda alebo umenie]“) a Viga-ganita („extrakcia koreňov“), ktoré sú podriadené aritmetike a algebra.

Anglické preklady matematických kapitol brahma-siddhanta a Siddhanta-ciromani od H. T. Colebrooka (1817) a z Surya-siddhanta od E. Burgessa, s anotáciami od W. D. Whitneyho (1860), možno nájsť podrobnosti.

Otázka, či si Gréci požičali svoju algebru od Hindov alebo naopak, bola predmetom mnohých diskusií. Niet pochýb o tom, že medzi Gréckom a Indiou bola neustála doprava a je viac ako pravdepodobné, že výmenu produktov bude sprevádzať aj prenos myšlienok. Moritz Cantor tuší vplyv diofantínskych metód, konkrétnejšie v hinduistických riešeniach neurčitých rovníc, kde niektoré technické termíny sú s najväčšou pravdepodobnosťou gréckeho pôvodu. Akokoľvek to môže byť, je isté, že hinduistickí algebraisti boli ďaleko pred Diophantom. Nedostatky gréckej symboliky boli čiastočne odstránené; odčítanie sa označovalo umiestnením bodky nad subtrahend; násobenie umiestnením bha (skratka z bhavita, 'produkt') za faktom; rozdelenie umiestnením deliteľa pod dividendu; a odmocnina vložením ka (skratka z karana, iracionálne) pred množstvo. Neznámy sa nazýval yavattavat, a ak ich bolo niekoľko, prvý prevzal toto označenie a ostatné boli označené názvami farieb; napríklad x bolo označené ya a y ka (od nákladné auto, čierna).

Pokračovanie na štvrtej strane.

Tento dokument je súčasťou článku o algebre z vydania encyklopédie z roku 1911, na ktorý sa tu v USA nevzťahujú autorské práva. Článok je voľným dielom a toto dielo môžete kopírovať, sťahovať, tlačiť a distribuovať podľa vlastného uváženia. .

Vyvinuli sme maximálne úsilie, aby bol tento text prezentovaný presne a čisto, ale neposkytujeme žiadnu záruku na chyby. Ani Melissa Snell ani About nenesú zodpovednosť za akékoľvek problémy, s ktorými sa stretnete s textovou verziou alebo akoukoľvek elektronickou formou tohto dokumentu.

Pozoruhodné zlepšenie oproti myšlienkam Diofanta možno nájsť v skutočnosti, že hinduisti uznali existenciu dvoch koreňov kvadratickej rovnice, ale negatívne korene sa považovali za nedostatočné, pretože pre ne nebolo možné nájsť žiadnu interpretáciu. Predpokladá sa tiež, že predpokladali objavy riešení vyšších rovníc. Veľký pokrok sa dosiahol v štúdiu neurčitých rovníc, v odvetví analýzy, v ktorej Diophantus vynikal. Ale zatiaľ čo Diophantus sa zameral na získanie jediného riešenia, Hinduisti sa snažili o všeobecnú metódu, ktorou by sa dal vyriešiť akýkoľvek neurčitý problém. V tomto boli úplne úspešní, pretože získali všeobecné riešenia rovníc ax(+ alebo -)by=c, xy=ax+by+c (odkedy ich znovu objavil Leonhard Euler) a cy2=ax2+b. Konkrétny prípad poslednej rovnice, konkrétne y2=ax2+1, veľmi zaťažil zdroje moderných algebraistov. Navrhol ho Pierre de Fermat Bernhardovi Frenicleovi de Bessymu a v roku 1657 všetkým matematikom.John Wallis a Lord Brounker spoločne získali zdĺhavé riešenie, ktoré publikoval v roku 1658 a neskôr v roku 1668 John Pell vo svojej Algebre. Riešenie dal aj Fermat vo svojom Vzťahu. Hoci Pell nemal nič spoločné s riešením, potomkovia nazvali rovnicu Pellova rovnica alebo problém, pričom správnejšie by to mal byť hinduistický problém, ako uznanie matematických výsledkov Brahmanov.

Hermann Hankel poukázal na pripravenosť, s akou hinduisti prešli od čísla k veľkosti a naopak. Hoci tento prechod z nespojitého na spojitý nie je skutočne vedecký, materiálne podporil rozvoj algebry a Hankel tvrdí, že ak definujeme algebru ako aplikáciu aritmetických operácií na racionálne aj iracionálne čísla alebo veličiny, potom sú Brahmani skutoční vynálezcovia algebry.

Integrácia rozptýlených kmeňov Arábie v 7. storočí strhujúcou náboženskou propagandou Mahometa bola sprevádzaná raketovým nárastom intelektuálnych schopností dovtedy nejasnej rasy. Arabi sa stali správcami indickej a gréckej vedy, zatiaľ čo Európa bola prenajatá vnútornými rozbrojmi. Za vlády Abbásovcov sa Bagdad stal centrom vedeckého myslenia; na ich dvor sa hrnuli lekári a astronómovia z Indie a Sýrie; Boli preložené grécke a indické rukopisy (dielo, ktoré začal kalif Mamun (813-833) a pokračovali v ňom jeho nástupcovia); a asi o storočie Arabi získali obrovské zásoby gréckej a indickej vzdelanosti. Euklidove prvky boli prvýkrát preložené za vlády Harun-al-Rashida (786-809) a revidované na príkaz Mamuna. Tieto preklady sa však považovali za nedokonalé a zostalo na Tobitovi ben Korrovi (836-901), aby vytvoril uspokojivé vydanie. Ptolemaiov Almagest, boli preložené aj diela Apollónia, Archimeda, Diofanta a časti Brahmasiddhanty.Prvým významným arabským matematikom bol Mahommed ben Musa al-Khwarizmi, ktorý prekvital za vlády Mamuna. Jeho pojednanie o algebre a aritmetike (ktorého posledná časť existuje len vo forme latinského prekladu objaveného v roku 1857) neobsahuje nič, čo by Grékom a Hindom nebolo neznáme; vykazuje metódy spojené s metódami oboch rás, pričom prevláda grécky prvok. Časť venovaná algebre má názov al-jeur wa'lmuqabala, a aritmetika začína výrazom „Spoken has Algoritmi“, názov Khwarizmi alebo Hovarezmi prešiel do slova Algoritmi, ktoré sa ďalej pretransformovalo na modernejšie slová algorizmus a algoritmus, čo znamená metódu výpočtovej techniky.

Pokračovanie na piatej strane.

Tento dokument je súčasťou článku o algebre z vydania encyklopédie z roku 1911, na ktorý sa tu v USA nevzťahujú autorské práva. Článok je voľným dielom a toto dielo môžete kopírovať, sťahovať, tlačiť a distribuovať podľa vlastného uváženia. .

Vyvinuli sme maximálne úsilie, aby bol tento text prezentovaný presne a čisto, ale neposkytujeme žiadnu záruku na chyby. Ani Melissa Snell ani About nenesú zodpovednosť za akékoľvek problémy, s ktorými sa stretnete s textovou verziou alebo akoukoľvek elektronickou formou tohto dokumentu.

Tobit ben Korra (836-901), narodený v Harrane v Mezopotámii, uznávaný lingvista, matematik a astronóm, preukázal výraznú službu svojimi prekladmi rôznych gréckych autorov. Jeho výskum vlastností priateľských čísel (q.v.) a problému trisekcie uhla je dôležitý. Arabi sa výberom štúdia viac podobali Hindom ako Grékom; ich filozofi zmiešali špekulatívne dizertačné práce s progresívnejším štúdiom medicíny; ich matematici zanedbávali jemnosti kužeľosečiek a diofantínskej analýzy a uplatnili sa najmä pri zdokonaľovaní sústavy číslic (pozri ČÍSLO), aritmetiky a astronómie (q.v.). talenty tejto rasy boli prepožičané astronómii a trigonometrii (q.v..) Fahri des al Karbi, ktorý prekvital okolo začiatku 11. storočia, je autorom najvýznamnejšieho arabského diela o algebre. Riadi sa metódami Diofanta; jeho práca o neurčitých rovniciach nemá žiadnu podobnosť s indickými metódami a neobsahuje nič, čo by sa nedalo získať od Diophanta.Riešil kvadratické rovnice geometricky aj algebraicky a tiež rovnice v tvare x2n+axn+b=0; dokázal aj isté vzťahy medzi súčtom prvých n prirodzených čísel a súčtom ich druhých mocnín a tretín.

Kubické rovnice sa riešili geometricky určením priesečníkov kužeľosečiek. Archimedov problém rozdelenia gule rovinou na dva segmenty s predpísaným pomerom prvýkrát vyjadril ako kubická rovnica Al Mahani a prvé riešenie dal Abu Gafar al Hazin. Určenie strany pravidelného sedemuholníka, ktorý možno vpísať alebo opísať danej kružnici, bolo zredukované na komplikovanejšiu rovnicu, ktorú ako prvý úspešne vyriešil Abul Gud. Metódu geometrického riešenia rovníc značne rozvinul Omar Khayyam z Khorassan, ktorý prekvital v 11. storočí. Tento autor spochybnil možnosť riešenia kubík čistou algebrou a bikvadratiky geometriou. Jeho prvé tvrdenie bolo vyvrátené až v 15. storočí, ale jeho druhé sa zbavilo Abul Weta (940-908), ktorému sa podarilo vyriešiť tvary x4=a a x4+ax3=b.

Hoci základy geometrického rozlíšenia kubických rovníc treba pripísať Grékom (lebo Eutocius prideľuje Menaechmovi dva spôsoby riešenia rovnice x3=a a x3=2a3), následný vývoj Arabov treba považovať za jeden. z ich najdôležitejších úspechov. Grékom sa podarilo vyriešiť izolovaný príklad; Arabi dosiahli všeobecné riešenie numerických rovníc.

Značná pozornosť bola zameraná na rôzne štýly, v ktorých arabskí autori spracovali svoj predmet. Moritz Cantor naznačil, že v istom čase existovali dve školy, jedna sympatizujúca s Grékmi a druhá s hinduistami; a že aj keď spisy tých druhých boli najprv študované, boli rýchlo zavrhnuté pre zreteľnejšie grécke metódy, takže medzi neskoršími arabskými spisovateľmi boli indické metódy prakticky zabudnuté a ich matematika sa stala v podstate gréckym charakterom.

Keď sa obrátime na Arabov na Západe, nachádzame rovnakého osvieteného ducha; Cordova, hlavné mesto maurskej ríše v Španielsku, bolo rovnako centrom vzdelanosti ako Bagdad. Najstarším známym španielskym matematikom je Al Madshritti († 1007), ktorého sláva spočíva na dizertačnej práci o priateľských číslach a na školách, ktoré založili jeho žiaci v Cordoyi, Dame a Granade. Gabir ben Allah zo Sevilly, bežne nazývaný Geber, bol slávny astronóm a zjavne zručný v algebre, pretože sa predpokladalo, že slovo „algebra“ je zložené z jeho mena.

Keď maurská ríša začala ubúdať, vynikajúce intelektuálne dary, ktoré tak bohato živili počas troch-štyroch storočí, sa oslabili a po tomto období nedokázali vyprodukovať autora porovnateľného s tými zo 7. až 11. storočia.

Pokračovanie na šiestej strane.

Tento dokument je súčasťou článku o algebre z vydania encyklopédie z roku 1911, na ktorý sa tu v USA nevzťahujú autorské práva. Článok je voľným dielom a toto dielo môžete kopírovať, sťahovať, tlačiť a distribuovať podľa vlastného uváženia. .

Vyvinuli sme maximálne úsilie, aby bol tento text prezentovaný presne a čisto, ale neposkytujeme žiadnu záruku na chyby. Ani Melissa Snell ani About nenesú zodpovednosť za akékoľvek problémy, s ktorými sa stretnete s textovou verziou alebo akoukoľvek elektronickou formou tohto dokumentu.